Reaksi oksidasi-reduksi, atau “redoks,†mewakili salah satu klasifikasi reaksi utama dalam kimia. Reaksi harus melibatkan transfer elektron dari satu spesies ke spesies lainnya. Ahli kimia menyebut hilangnya elektron sebagai oksidasi dan perolehan elektron sebagai reduksi. Penyeimbangan persamaan kimia mengacu pada proses penyesuaian jumlah masing-masing reaktan dan produk sehingga senyawa di sisi kiri dan kanan panah reaksi – masing-masing reaktan dan produk – mengandung jumlah yang sama dari reaksi. masing-masing jenis atom. Proses ini merupakan konsekuensi dari hukum pertama termodinamika, yang menyatakan bahwa materi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Reaksi redoks mengambil proses ini satu langkah lebih jauh dengan juga menyeimbangkan jumlah elektron di setiap sisi panah karena, seperti atom, elektron memiliki massa dan karena itu diatur oleh hukum pertama termodinamika.
Tulis persamaan kimia yang tidak seimbang di selembar kertas dan identifikasi spesies yang dioksidasi dan direduksi dengan memeriksa muatan pada atom. Sebagai contoh, pertimbangkan reaksi ketidakseimbangan ion permanganat, MnO4(-), di mana (-) menyatakan muatan pada ion negatif, dan ion oksalat, C2O4(2-) dengan adanya asam, H(+) : MnO4(-) + C2O4(2-) + H(+) → Mn(2+) + CO2 + H2O. Oksigen hampir selalu mengasumsikan muatan negatif dua dalam senyawa. Jadi, MnO4(-), jika setiap oksigen mempertahankan dua muatan negatif dan muatan keseluruhan negatif satu, maka mangan harus menunjukkan muatan positif tujuh. Karbon dalam C2O4(2-) juga menunjukkan muatan positif tiga. Di sisi produk, mangan memiliki muatan positif dua dan karbon positif empat. Jadi, dalam reaksi ini, mangan berkurang karena muatannya berkurang dan karbon teroksidasi karena muatannya bertambah.
Tuliskan reaksi terpisah — disebut setengah reaksi — untuk proses oksidasi dan reduksi dan sertakan elektronnya. Mn(+7) dalam MnO4(-) menjadi Mn(+2) dengan mengambil lima elektron tambahan (7 – 2 = 5). Setiap oksigen dalam MnO4(-), bagaimanapun, harus menjadi air, H2O, sebagai produk sampingan, dan air tidak dapat terbentuk dengan atom hidrogen, H(+). Oleh karena itu, proton, H(+) harus ditambahkan ke ruas kiri persamaan. Setengah reaksi setimbang sekarang menjadi MnO4(-) + 8 H(+) + 5 e → Mn(2+) + 4 H2O, dengan e menyatakan sebuah elektron. Setengah reaksi oksidasi juga menjadi C2O4(2-) – 2e → 2 CO2.
Setarakan reaksi keseluruhan dengan memastikan jumlah elektron dalam setengah reaksi oksidasi dan reduksi sama. Melanjutkan contoh sebelumnya, oksidasi ion oksalat, C2O4(2-), hanya melibatkan dua elektron, sedangkan reduksi mangan melibatkan lima elektron. Akibatnya, seluruh setengah reaksi mangan harus dikalikan dua dan seluruh reaksi oksalat harus dikalikan lima. Ini akan membuat jumlah elektron dalam setiap setengah reaksi menjadi 10. Dua setengah reaksi sekarang menjadi 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 10 e → 2 Mn(2+) + 8 H2O, dan 5 C2O4 (2-) – 10 e → 10 CO2.
Dapatkan persamaan keseluruhan setara dengan menjumlahkan dua setengah reaksi seimbang. Perhatikan bahwa reaksi mangan mencakup perolehan 10 elektron, sedangkan reaksi oksalat melibatkan pelepasan 10 elektron. Elektron karena itu membatalkan. Secara praktis, ini berarti bahwa lima ion oksalat mentransfer total 10 elektron ke dua ion permanganat. Jika dijumlahkan, persamaan seimbang keseluruhan menjadi 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 5 C2O4(2-) → 2 Mn(2+) + 8 H2O + 10 CO2, yang merupakan persamaan redoks seimbang.
vidalidali/iStock/GettyImages
